UMA PRÁTICA DE ENSINO DA 1ª LEI DE NEWTON UTILIZANDO A HISTÓRIA DA FÍSICA

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## UMA PRÁTICA DE ENSINO DA 1ª LEI DE NEWTON UTILIZANDO A HISTÓRIA DA FÍSICA

Bruno Castilhos Fernandes a,b [(brunocfernandes@bol.com.br)] Penha Maria Cardoso Dias [(penha@if.ufrj.br)] b Wilma Machado Soares Santos (wilma@if.ufrj.br) b

a Colégio Pinheiro Guimarães, Instituto Nossa Senhora Auxiliadora b Instituto de Física, UFRJ

## RESUMO

Este trabalho é uma proposta de estratégia pedagógica para o ensino da 1ª Lei de Newton no Ensino Médio. A teoria do aprendizado que suporta essa estratégia é a Teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausubel. A História da Física é usada como um organizador prévio dessa teoria. Tendo esse pressuposto como fundamento teórico, elaboramos um material instrucional de História da Física associada ao tema de Física que se deseja lecionar (1ª Lei de Newton). Nesse texto dá-se ênfase a construção de conceitos, discutindo problemas que lhe deram origem e soluções apresentadas em fases da História.

Esse material foi aplicado em turmas do Ensino Fundamental e Médio dos colégios da rede particular de ensino: Colégio Pinheiro Guimarães (Unidades Catete e Tijuca) e Instituto Nossa Senhora Auxiliadora (Tijuca) na cidade do Rio de Janeiro. Os resultados dessa aplicações são apresentados e discutidos.

## I. INTRODUÇÃO

Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCN) criticam o ensino tradicional de Física. Ressaltam, que a Física é ensinada como um produto acabado, fruto da genialidade de Galileu, Newton e Einstein e que não há mais problemas a serem resolvidos. Os professores utilizam-se, apenas, da resolução de exercícios repetitivos e práticas de ensino que pouco contribuem para uma aprendizagem capaz de possibilitar ao aprendiz uma melhor compreensão de mundo e uma formação cidadã mais adequada [1, p.230]. Os PCNs desafiam o professor a desenvolver competências e habilidades nos aprendizes que não eram trabalhadas anteriormente, propondo, assim, uma profunda mudança no papel do professor. O professor tradicional, figura que detém o conhecimento e o transmite de maneira assíncrona a seus subordinados, deve-se transformar em um professor dinâmico, que está em constante aprendizado, um 'agente catalítico', cuja presença provoca desequilíbrios (necessidades) nos aprendizes para pesquisar soluções que os problemas propõem.

Do ponto de vista da psicologia do aprendizado, o trabalho se suporta na teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausubel [2]. Segundo a teoria, o aprendizado de novos conceitos depende de uma interação com os conhecimentos prévios do aprendiz, que sejam pertinentes (subsunçores); nesse processo, os 'organizadores prévios' são conceitos que servem de 'ponte' entre os subsunçores e os conceitos a serem aprendidos. A proposta do trabalho é usar a História da Física como organizador prévio no ensino da 1ª Lei de Newton.

No restante do trabalho, apresentamos o método e os resultados obtidos.

## II. ESTRUTURA DO MÉTODO

Inicialmente, um questionário é aplicado em sala, antes que um tema de Física seja abordado. A análise e o resultado desses questionários serviram de alicerce para identificação dos subsunçores, ou seja, identificar aquilo que o aprendiz já sabe em relação ao assunto. Busca-se na História da Física, o 'como' e o 'porquê' temas foram discutidos e soluções propostas. Então, um texto de História é preparado, no qual conceitos subsunçores dão sequência à formação do conceito correto.

No presente caso, o material instrucional consiste nos seguintes tópicos de História da Física:

- I - A Filosofia Natural na Grécia Antiga.
- II - A crítica medieval ao pensamento helênico.
- III - A Física no Renascimento.
- IV - O século XVII e as Leis Mecânicas.
- V - O conceito de Força as Leis do Movimento.

Cada módulo apresenta teorias sobre o movimento e como fenômenos naturais foram explicados. No módulo seguinte, mostramos como problemas da teoria anterior eram criticados e como outras soluções e outros problemas foram propostos, concluindo, no módulo V, com a 1ª Lei de Newton. O enfoque histórico enfatiza a construção de conceitos que vieram a ser fundamentais ao nosso entendimento da Mecânica; por isso, acreditamos ser uma eficiente 'ponte' (organizador prévio) entre aquilo que o aprendiz sabe e o que deve ser aprendido.

## III. QUESTIONÁRIO

As questões são inspiradas por situações do cotidiano e de livros texto usuais do Ensino Médio [3, 4]. As turmas analisadas pertencem a dois colégios da rede particular de ensino do Estado do Rio de Janeiro, Colégio Pinheiro Guimarães (Unidades Catete e Tijuca) e Instituto Nossa Senhora Auxiliadora (INSA, Tijuca), anos letivos 2003 e 2004, totalizando 124 alunos. As turmas são as seguintes:

Ensino Fundamental:

8SP -8 ª S érie do colégio P inheiro Guimarães.

Ensino Médio:

1SI - 1 ª S érie do colégio I NSA;

2SI - 2 ª S érie do colégio I NSA;

3SI - 3 ª S érie do colégio I NSA.

As questões foram divididas em 6 discursivas e 6 objetivas. Aqui apresentamos, apenas, 3 questões discursivas, como exemplo.

- 1. Quando você anda de bicicleta, sente o vento batendo em seu rosto. Se o planeta Terra gira em torno de si e em volta do Sol, como dizem, por que não sentimos o vento em nosso rosto?

Comentário: Esse paradoxo constituiu um dos problemas para que o movimento da Terra fosse aceito, antes da formulação final da Lei da Inércia. O movimento da Terra está plenamente enraizado no cotidiano do aluno. O questionamento desse movimento, como ocorrido na

Antiguidade permite que os alunos e o professor discutam os problemas envolvendo tal paradoxo. Nos livros didáticos de Física para o Ensino Médio, a Física inercial associada à possibilidade de se atribuir movimento da Terra - como descoberto como Galileu - não é sequer mencionada. Não é possível explicar a Terra em movimento segundo nossas velhas concepções intuitivas, e segundo Cohen, 'um mundo no qual a Terra se move envolve necessariamente a gênese de uma nova física' [5] . Uma nova física que os aprendizes ainda não possuem ou não aprenderam satisfatoriamente.

- 2. Por que, quando você está dentro de um ônibus e ele freia, seu corpo vai para frente, se ninguém o empurrou?
- 3. Quando jogamos uma pedra para o alto, ela sobe até uma certa altura e, depois, retorna a nossa mão. Quais forças mantêm o movimento da pedra para cima, após cessar o contato entre a pedra e mão?

## IV. ANÁLISE DOS RESULTADOS

Os resultados da aplicação do questionário são apresentados na tabela abaixo. As turmas responderam ao questionário antes das aulas de Física (coluna ANTES); tornaram a responder ao mesmo questionário após as aulas (coluna DEPOIS). As turmas indicadas por Pesquisa receberam aulas de Física utilizando o material desenvolvido por nós. A turma indicada por Tradicional recebeu aulas de Física, usando os livros textos usuais do Ensino Médio. A porcentagem de alunos em cada turma que apresentaram respostas que podemos considerar como 'aceitáveis' é indicada na tabela.

Questão 1 (a mais difícil): Os alunos da turma 3SI foram incapazes de responder, utilizando o método a que foram submetidos. As outras turmas obtiveram resultados semelhantes entre elas.

Questão 2: Por estar presente em todos os livros didáticos do Ensino Médio e ser um exemplo clássico da 1ª Lei, obtem-se um alto índice de acerto. A turma 8SP do Ensino Fundamental, ao estudar a lei de Newton pela primeira vez, utilizando-se, apenas, do material instrucional elaborado por nós, obteve 81% de acerto. As turmas 1SI e 3SI, que tiveram aulas tradicionais na 8ª série, obtiveram índices inferiores antes do material instrucional (15% e 61%, respectivamente) .

Questão 3: Os alunos da turma 3SI obtiveram novamente, o índice mais baixo dentre as turmas (11%).

## IV. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Observamos que não há diferença dos conhecimentos prévios dos alunos da 8ª série do Ensino Fundamental para os alunos do Ensino Médio, nas questões 1 e 3 da tabela acima. Além disso, os alunos da coluna Tradicional atingem índices menores, após as aulas tradicionais de Física, quando comparados com os alunos da coluna Pesquisa após a aplicação do método.

Os resultados parecem indicar que quanto mais fundamentado é um assunto, no caso com seu contexto histórico, maior o rendimento apresentado pela turma.

## V. REFERÊNCIAS

- [1] MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO Parâmetros Curriculares Nacionais - Ensino Médio , Brasília, 1999.
- [2] MOREIRA, Marco A. Uma Abordagem Cognitivista do Ensino de Física , Editora da Universidade de Porto Alegre, 1983.
- [3] RAMALHO, F.; FERRARO, N. G.; SOARES, P. A T. Fundamentos da Física , 6ª ed. Editora Moderna, 1995, 3 volumes, em vol.1, 'Mecânica'.
- [4] GUIMARÃES, L.A.; FONTE BOA, M. Física para o 2º grau , Editora Harbra, 1988, 3 volumes, em vol.1, 'Mecânica'.
- [5] COHEN, I. B. O nascimento de uma nova física , Editora Gradiva, 1988.